第1章可编程序控制器概述优秀PPT.ppt
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1、第1章可编程序控制器概述1现在学习的是第1页,共41页2西华大学电气信息学院PLC 原理及应用原理及应用第第1章章 可编程序控制器概述和基本原理可编程序控制器概述和基本原理第第2章章 FX系列系列PLC的硬件系统的硬件系统第第3章章 FX系列系列PLC 的指令系统的指令系统第第4章章 梯形图设计方法梯形图设计方法第第5章章 顺序控制梯形图编程方法顺序控制梯形图编程方法第第6章章 FX系列系列PLC的应用指令的应用指令 第第7章章 可编程序控制器的通信及网络可编程序控制器的通信及网络第第8章章 PLC与组态软件与组态软件第第9章章 PLC在模拟量控制和运动控制中的应用在模拟量控制和运动控制中的应
2、用第第10章章 PLC应用中的其他问题应用中的其他问题现在学习的是第2页,共41页第第1 1章章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述功能完备功能完备 灵活灵活通用通用 通用工业控制装置通用工业控制装置 简单易懂、操作方便简单易懂、操作方便价格便宜价格便宜3现在学习的是第3页,共41页4西华大学电气信息学院第第1章章 可编程序控制器概述可编程序控制器概述1.1 可编程序控制器的由来与定义可编程序控制器的由来与定义 1.2 可编程序控制器的特点与功能可编程序控制器的特点与功能 1.3 可编程序控制器的发展与应用可编程序控制器的发展与应用 1.4 常用可编程序控制器简介常用可编程序控制器简介现在学
3、习的是第4页,共41页西华大学电气信息学院51.1 可编程序控制器的由来与定义可编程序控制器的由来与定义一、可编程序控制器的由来一、可编程序控制器的由来 功能完备功能完备 灵活灵活通用通用 通用工业控制装置通用工业控制装置 简单易懂、操作方便简单易懂、操作方便价格便宜价格便宜 提出十项指标:提出十项指标:(1)编程简单,可现场修改程序。编程简单,可现场修改程序。(2)维护方便,采用模块式结构。维护方便,采用模块式结构。(3)可靠性高于可靠性高于继电器控制柜。继电器控制柜。(4)体积小于体积小于继电器控制柜。继电器控制柜。现在学习的是第5页,共41页西华大学电气信息学院6 (5)数据直接送入计算
4、机。数据直接送入计算机。(6)价格能与价格能与继电器控制柜竞争继电器控制柜竞争。(7)输入可以是交流输入可以是交流 115 V。(8)输出输出AC115 V、2 A,能直接驱动电磁阀。,能直接驱动电磁阀。(9)扩展时系统变更很小。扩展时系统变更很小。(10)用户程序存储容量至少能扩展到用户程序存储容量至少能扩展到 4 K字节。字节。1969 年美国年美国 DEC 研制出世界上第一台可编程研制出世界上第一台可编程 序控制器,并在序控制器,并在 GM 公司试用,获得了成功。公司试用,获得了成功。1971 年日本研制出第一台可编程序控制器。年日本研制出第一台可编程序控制器。1974 年我国开始研制,
5、年我国开始研制,1977 年开始工业应用。年开始工业应用。20 世纪世纪 70 年代中期,年代中期,PLC 进入了实用化阶段。进入了实用化阶段。20 世纪世纪 70 年代末和年代末和 80 年代初,年代初,PLC 进入了进入了 成熟阶段。成熟阶段。现在学习的是第6页,共41页西华大学电气信息学院7 早期的可编程序控制器,一般称为早期的可编程序控制器,一般称为可编程序逻可编程序逻 辑控制器辑控制器(Programmable Logic Controller),简称简称 PLC。它以准计算机形式出现。它以准计算机形式出现。1980 年,美国电气制造商协会正式将其命名为年,美国电气制造商协会正式将其
6、命名为 可编程序控制器可编程序控制器(Programmable Controller),简称简称 PC。现代可编程序控制器,逻辑运算仅是其众多现代可编程序控制器,逻辑运算仅是其众多 功能之一,故取消了功能之一,故取消了“Logic”。为了区别为了区别“个人计算机个人计算机”,PC 仍被称为仍被称为 PLC。现在学习的是第7页,共41页西华大学电气信息学院8二、可编程序控制器的定义(二、可编程序控制器的定义(IEC)可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统,可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器,用来在其内部存
7、储执行逻它采用可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻 辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的 指令,并通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各指令,并通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各 种类型的机械或生产过程。种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与工业控可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与工业控 制系统形成一个整体、易于扩充功能的原则设计。制系统形成一个整体、易于扩充功能的原则设计。现在学习的是第8页,共41页西华大学电气信息学院9三、三、PLC 的主要性能指标和分类的主要性能指标和分类 1.PLC 的主要
8、性能指标的主要性能指标的主要性能指标的主要性能指标(1)输入输入/输出点数(输出点数(I/O 点数)点数)(2)存储容量(字节)存储容量(字节)指用户程序存储器容量。大约:指用户程序存储器容量。大约:1KB 2MB。(3)扫描速度扫描速度 指指 PLC 执行程序的速度。执行程序的速度。有两种表示方法有两种表示方法执行执行 1KB 用户程序所用的时间用户程序所用的时间。执行一条布尔指令所用的时间执行一条布尔指令所用的时间。(4)编程指令的种类和条数编程指令的种类和条数 (5)扩展能力和功能模块种类扩展能力和功能模块种类 现在学习的是第9页,共41页西华大学电气信息学院102.PLC 2.PLC
9、的分类的分类的分类的分类 (1)(1)按按结构形式分类结构形式分类结构形式分类结构形式分类 一体式一体式 PLC 将电源、将电源、CPU、I/O 电路都集中装在一个机箱内。电路都集中装在一个机箱内。一般小型一般小型 PLC 采用这种结构。采用这种结构。模块式模块式 PLC 将将 PLC 各部分分成若干个单独的模块,各部分分成若干个单独的模块,如如 CPU 模块、模块、I/O 模块、电源模块、功能模块。模块、电源模块、功能模块。一般大、中型一般大、中型 PLC 采用模块式结构。采用模块式结构。现在学习的是第10页,共41页西华大学电气信息学院11(2)(2)按数字量按数字量按数字量按数字量 I/
10、O 点数分类点数分类点数分类点数分类超小型机超小型机小型机小型机中型机中型机大型机大型机超大型机超大型机64 64 256256 20482048 819681961 2 KB 2 4 KB4 16 KB16 64 KB64 128 KB 分类分类 I/O 点数点数 CPU 存储器存储器8 位处理器位处理器 8 位处理器位处理器8 位字处理器位字处理器和位处理器和位处理器16 位字、位位字、位浮点处理器浮点处理器32 位或多个位或多个16 位字、位位字、位浮点处理器浮点处理器现在学习的是第11页,共41页西华大学电气信息学院12(3)(3)按功能分类按功能分类按功能分类按功能分类 低档机低档机
11、中档机中档机高档机高档机具有逻辑运算、定时、计数、具有逻辑运算、定时、计数、移位、自诊断、监控等基本功移位、自诊断、监控等基本功能,有的还具备能,有的还具备AI/AO、数据、数据传送、运算、通讯等。传送、运算、通讯等。除上述功能,还有数制转换、除上述功能,还有数制转换、子程序调用、通讯联网功能,子程序调用、通讯联网功能,有的还具备中断控制、有的还具备中断控制、PID 回回路控制等。路控制等。除上述功能,还有较强的数据除上述功能,还有较强的数据处理功能、模拟量调节、函数处理功能、模拟量调节、函数运算、监控、智能控制、通讯运算、监控、智能控制、通讯联网功能等。联网功能等。分类分类 主要功能主要功能
12、 应用场合应用场合开关量控制、顺序控制、开关量控制、顺序控制、定时定时/计数控制、计数控制、少量模拟量控制等。少量模拟量控制等。过程控制、位置控制等。过程控制、位置控制等。大规模过程控制系统,大规模过程控制系统,构成分布式控制系统,构成分布式控制系统,实现全局自动化网络。实现全局自动化网络。现在学习的是第12页,共41页西华大学电气信息学院13四、可编程序控制器的硬件四、可编程序控制器的硬件 PLC 系统的构成都属于积木式结构系统的构成都属于积木式结构。通过扩展各种功能模块使通过扩展各种功能模块使 PLC 系统的功能易于系统的功能易于 扩充和增强。扩充和增强。现在学习的是第13页,共41页西华
13、大学电气信息学院141.2 可编程序控制器的特点与功能可编程序控制器的特点与功能一、一、PLC 的特点的特点1.1.可靠性高、抗干扰能力强可靠性高、抗干扰能力强可靠性高、抗干扰能力强可靠性高、抗干扰能力强 无故障时间:无故障时间:45 万小时。万小时。措施:隔离、滤波、屏蔽、检测与自诊断、措施:隔离、滤波、屏蔽、检测与自诊断、数据备份、后备电池数据备份、后备电池 2.功能完善、通用性强、使用方便功能完善、通用性强、使用方便功能完善、通用性强、使用方便功能完善、通用性强、使用方便 能实现各种控制功能、用于各个控制领域。能实现各种控制功能、用于各个控制领域。3.3.编程方法简单、易于掌握编程方法简
14、单、易于掌握编程方法简单、易于掌握编程方法简单、易于掌握 梯形图图形语言简单易学。梯形图图形语言简单易学。4.4.系统系统系统系统设计周期短、安装容易、维护方便设计周期短、安装容易、维护方便设计周期短、安装容易、维护方便设计周期短、安装容易、维护方便 5.5.体积小、体积小、体积小、体积小、重量轻、功耗低重量轻、功耗低重量轻、功耗低重量轻、功耗低现在学习的是第14页,共41页西华大学电气信息学院156.6.兼容性差兼容性差 PLC 的软硬件体系结构是封闭而不是开放的。的软硬件体系结构是封闭而不是开放的。如专用总线、专家通讯网络及协议,如专用总线、专家通讯网络及协议,I/O 模板不通用,模板不通
15、用,甚至连机柜、电源模板亦各不相同。甚至连机柜、电源模板亦各不相同。编程语言虽多数是梯形图,但组态、寻址、编程语言虽多数是梯形图,但组态、寻址、语言结构均不一致。语言结构均不一致。因此各公司的因此各公司的 PLC 互不兼容互不兼容。现在学习的是第15页,共41页西华大学电气信息学院16二、二、PLC 的主要功能及其应用的主要功能及其应用 1.逻辑控制逻辑控制逻辑控制逻辑控制 用用 PLC 的与、或、非指令取代继电器触点的的与、或、非指令取代继电器触点的 串并联等逻辑连接,实现开关量的控制。串并联等逻辑连接,实现开关量的控制。2.2.定时与计数控制定时与计数控制定时与计数控制定时与计数控制 用用
16、 PLC 的定时器、计数器指令取代时间继电器等,的定时器、计数器指令取代时间继电器等,实现某些操作的定时或计数控制。实现某些操作的定时或计数控制。3.数据处理数据处理数据处理数据处理 用数据传送、比较、移位、数码转换、编码、译码用数据传送、比较、移位、数码转换、编码、译码 以及数学运算和逻辑运算等指令来实现数据的采集、以及数学运算和逻辑运算等指令来实现数据的采集、分析和处理。分析和处理。用于数控机床、柔性制造系统、过程控制系统和机器用于数控机床、柔性制造系统、过程控制系统和机器 人控制系统等大中型控制系统中。人控制系统等大中型控制系统中。现在学习的是第16页,共41页西华大学电气信息学院174
17、.4.步进控制步进控制步进控制步进控制 用用 PLC 的步进指令取代由硬件构成的步进控制器等,的步进指令取代由硬件构成的步进控制器等,实现上、下工序操作的控制。实现上、下工序操作的控制。5.5.运动控制运动控制运动控制运动控制 通过高速计数器和位置控制模块等控制步进电动机或通过高速计数器和位置控制模块等控制步进电动机或 伺服电动机,从而控制单轴或多轴生产机械。伺服电动机,从而控制单轴或多轴生产机械。6.6.过程控制过程控制过程控制过程控制 通过通过 A/D 和和 D/A 转换,用转换,用 PLC 的的 PID 指令(或指令(或PID 模块)对生产过程中的温度、压力、速度、流量等模模块)对生产过
18、程中的温度、压力、速度、流量等模 拟量进行单回路或多回路的闭环控制。拟量进行单回路或多回路的闭环控制。7.7.通信与远程控制通信与远程控制通信与远程控制通信与远程控制 通过各种通信模块能够将通过各种通信模块能够将 PLC 与与 PLC、PLC 与上位与上位 计算机之间联结成一个网络。计算机之间联结成一个网络。8.8.监控功能监控功能监控功能监控功能现在学习的是第17页,共41页西华大学电气信息学院18 可编程序控制器的应用示例可编程序控制器的应用示例 传传送送带带生生产产线线控控制制印印刷刷机机械械现在学习的是第18页,共41页西华大学电气信息学院19木木材材加加工工电电梯梯控控制制空空调调控
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